Chaque année, des millions de tonnes de déchets électroniques s’accumulent, posant des problèmes environnementaux et économiques. Une équipe de recherche américaine propose une solution innovante en extrayant l’or de ces déchets puis en le transformant en catalyseur, transformant ainsi le dioxyde de carbone en matières organiques. Cette approche pourrait offrir une réponse à la gestion durable des déchets électroniques.
Une équipe de recherche dirigée par l’Université Cornell (États-Unis) a développé une méthode pour extraire l’or des déchets électroniques. Par la suite, le métal précieux récupéré sert de catalyseur pour la conversion du dioxyde de carbone (CO2), un gaz à effet de serre, en matières organiques. Cette innovation pourrait permettre une utilisation durable des quelque 50 millions de tonnes de déchets électroniques jetés chaque année, dont seulement 20 % sont recyclés, selon Amin Zadehnazari, chercheur postdoctoral au laboratoire d’Alireza Abbaspourrad, professeur agrégé d’alimentation. chimie et technologie des ingrédients à la Faculté d’agriculture et des sciences de la vie.
Cadres organiques covalents pour la capture de l’or
Amin Zadehnazari a synthétisé deux types de structures organiques covalentes liées au vinyle (VCOF) pour éliminer les ions d’or et les nanoparticules des cartes de circuits imprimés des appareils électroniques usagés. L’un de ses VCOF a démontré une capacité à capturer sélectivement 99,9 % de l’or, avec une très faible rétention des autres métaux, tels que le nickel et le cuivre, présents dans les appareils.
«Nous pouvons ensuite utiliser les COF chargés d’or pour convertir le CO2 en produits chimiques utiles.», a indiqué le chercheur. “En transformant le CO2 en matériaux à valeur ajoutée, nous réduisons non seulement les exigences en matière de gestion des déchets, mais nous apportons également des avantages à la fois environnementaux et pratiques. C’est une situation gagnant-gagnant pour l’environnement.»
La publication acceptée dans Nature Communications met en évidence les possibilités de réutilisation des déchets électroniques comme une mine d’or potentielle. On estime qu’une tonne de déchets électroniques contient au moins dix fois plus d’or qu’une tonne de minerai d’or. Avec une prévision de 80 millions de tonnes de déchets électroniques d’ici 2030, il devient de plus en plus impératif de trouver des moyens de récupérer ce métal précieux.
Des méthodes de récupération respectueuses de l’environnement
Les méthodes traditionnelles de récupération de l’or des déchets électroniques impliquent l’utilisation de produits chimiques nocifs, tels que le cyanure, qui présentent des risques environnementaux. La méthode de Zadehnazari se distingue par son absence de produits chimiques dangereux, utilisant l’adsorption chimique – l’adhésion de particules à une surface.
Les structures organiques covalentes (COF) sont des matériaux cristallins poreux, connus pour leurs multiples applications potentielles, notamment la détection chimique et le stockage d’énergie. Zadehnazari a synthétisé deux VCOF, en utilisant le tétrathiafulvalène (TTF) et le tétraphényléthylène (TPE) comme éléments constitutifs. Le TTF-COF a montré une adsorption supérieure de l’or en raison de sa richesse en soufre, pour lequel l’or a une affinité naturelle. En plus de sa capacité d’adsorption élevée, le TTF-COF a résisté à 16 lavages et réutilisations, avec peu de perte d’efficacité d’adsorption.
Sous une pression ambiante de CO2 à 50 degrés Celsius (122 degrés Fahrenheit), le COF chargé d’or convertit efficacement le CO2 en matière organique par carboxylation.
Abbaspourrad souligne que les autres méthodes de récupération de l’or et d’autres métaux précieux à partir des déchets électroniques ne sont généralement pas aussi sélectives que celle proposée par Zadehnazari, conduisant à des impuretés. “Connaître la quantité d’or et d’autres métaux précieux présents dans ce type d’appareils électroniques, et pouvoir les récupérer de manière à capturer sélectivement le métal souhaité – dans ce cas, l’or – est très important,» a-t-il mentionné.
Légende de l’illustration : pile de cartes électroniques
Article : « Recyclage des déchets électroniques en catalyseurs organiques covalents chargés en or pour la carboxylation des alcynes terminaux » – DOI : s41467-024-55156-3
Source : Université Cornell
